Впервые создана "световая" версия альтернативного магнетизма

Китайские и сингапурские ученые разработали фотонный кристалл, в котором взаимодействия частиц создают эффект, аналогичный недавно выявленному альтермагнетизму, третьей форме магнетизма. Это открытие может упростить создание световой спинтронной электроники, как сообщают физики в статье, опубликованной в журнале Nature Physics. Об этом сообщает издание ТАСС.

Исследователи впервые объединили фотонику с разработкой альтермагнитных материалов, что является одним из наиболее актуальных направлений в физике конденсированных сред. Созданный магнитофотонный кристалл является аналогом коллинеарного магнита и обладает альтермагнитными свойствами, что открывает возможности для создания фотонных спинтронных устройств, которые не требуют намагничивания.

Группа сингапурских и китайских физиков под руководством профессора Цю Чэнвэя из Национального университета Сингапура сделала это открытие, исследуя возможные формы и свойства альтермагнитных материалов, существование которых было предсказано теоретиками в 2022 году. Экспериментальное подтверждение их существования произошло всего два года назад в опытах с пленками из марганца и теллура.

Альтермагнитные материалы имеют структуру, напоминающую шахматную доску, где черные и белые клетки занимают атомы с противоположными магнитными характеристиками. Это позволяет им сочетать черты ферромагнетиков и антиферромагнетиков, в которых соседние атомы обладают одинаковыми или противоположными свойствами.

Схожесть альтермагнетиков с другими формами магнитных структур позволяет использовать их для создания спиновых устройств, где информация передается через магнитные характеристики электронов. Однако ранее манипулировать свойствами известных альтермагнитных материалов было сложно.

Созданные фотонные кристаллы, состоящие из повторяющихся узоров цилиндров, лишены этой проблемы. Взаимодействия света с этими "столбиками" и соседними постоянными магнитами изменяют свойства фотонов так, что они ведут себя как внутри альтермагнитного материала.

Исследователи уверены, что дальнейшие эксперименты с этими фотонными кристаллами помогут развить технологии для создания спинтронных устройств на основе альтермагнитных материалов и углубить понимание физики этой формы магнетизма. Это приблизит человечество к созданию полноценной замены существующей электроники, которая потребляет все больше энергии в мире.